Презентация к уроку биологии "Принцип конкурентного уклонения и бутылочная почта живых систем"

Принцип конкурентного уклонения и Орлов Олег Игоревич бутылочная почта живых систем Гимназия №102 им. М.С. Устиновой г. Казань Принцип конкурентного уклонения, как комплекс приемов обеспечивающих выживание популяции, путем избегания конфликта при поступлении соответствующего сигнала. Значение – эволюционно закрепленные морфогенетические, B биохимические, физиологические и поведенческие реакции системы «А» позволяют уйти от прямого столкновения с: нежелательными и сомнительными агентами, конкурентами и фагами из системы «В». B B B B A Active stage A B B A A Latent stage A Active stage Ορλώφ

ПОЧТА Экзосомы - бутылочная почта живых Экзосомы систем - Сигнальные молекулы экзосом, переносящие информацию о присутствии в среде господствующего вида «А» видам адресатам «а», «б», Y ПОЧТА БАГАЖ (а,б) ДНК – РНК Белки Р в ответ на что они адекватно Latent Active снижают свою метаболическую и генеративную активность становясь латентными. Когда же А «давление» сигнальных экзосом вида доминанта падает, латентные стадии видов «а» - «б» переходят в активные жизненные формы. а б Экзоцитоз экзосом 3

М но го з а д ач н о с т ь э кзо с ом – и з п р и м е р н о 6 и фу н к ц и о н а л ь н ы х обязанно стей обычная целевая специа лизация на 1й реже 2х https://www.annualreviews.org/.../annurev-biochem-01311 8... 4

Экзосомы валлиснерии и пролиферация Пример, когда экзосомысценедесмуса многоклеточной водоросли валлиснерии сдерживают размножение популяции одноклеточной водоросли Scenedesmus ecornis 5

Экзосомы одноклеточных водорослей и темпы размножения Пример, когда экзосомыбактерий одноклеточной водоросли сдерживают размножение бактерий, в том числе и патогенных. Сенная палочка - Снижение 10раз Синегнойная палочка - Снижение 15000раз Кишечная палочка - Снижение 64000раз 6

Фотолюминесценция экзосом культур водорослей и бактерий Scenedesmus ecornis Bacillus subtilis 7

Золотистый стафилококк + Chlorella ovalis В экспериментах использовали тест-штамм бактерии. Бактериальную культуры выращивали в пробирках на скошенном мясопептонном агаре (МПА) в течение суток. Затем подготавливали смыв с агаровой культуры физиологическим раствором и разводили по оптическому стандарту до 10 9 микробных тел в 1 мл. Полученную взвесь далее разводили физиологическим раствором 10 6 до микробных тел в 1 мл и в данной концентрации использовали в экспериментах. Для культуры Staphylococcus aureus готовили контрольные пробирки содержащие 3 мл микробной взвеси и 3 мл раствора физиологического раствора и опытные пробирки, с 3 мл бактериальной суспензии и 3 мл раствора клеток простейших. Наблюдения проводили в течение 1, 2 , 3 и 6 суток. По истечение каждого срока инкубации культуры бактерий высевали на чашки Петри с МПА и производили подсчет выросших на них колоний данного микроорганизма. Результаты представлены в таблице 1. Таблица 1. Наименование № пробы Контроль 7 культуры St. aureus St. aureus + 8 Суспензия водорослей Во сколько раз уменьшается количество жизнеспособных клеток Из приведенных в Количество бактериальных клеток в мл 1 сутки 2 сутки 3 сутки 6 сутки 1200 1840 2300+/-4.8 - 350 120 30+/-2.7 - ≈3,4 ≈15 ≈77+.- 2.3 таблице данных видно, что в результате совместного культивирования бактериальной культуры и простейших количество жизнеспособных клеток стафилококка значительно уменьшается по сравнению с контрольными пробами в каждой серии эксперимента. Эксперименты проводились в 30-кратной повторности. 5 Контроль культуры B. subtilis 1,6×103 3,2×104 2,4×107 2×108 6 B. subtilis+ водоросли 7,6×102 1,2×104 6×106 2×107 2 3 4 10 Во сколько раз уменьшается количество жизнеспособных клеток Александра Дмитриевна Волошина к.б.н. зав. лаб.

Экзосомы внутренней среды человеческого организма

Экзосомы - как мягкая сила в войне живых систем Sch102 Олег Орлов А Т В и ру с ы С Т Простейшие, грибки и раковые клетки Бактерии Физиологические реакции Т - тренировка А - активация С - стресс Экзосомы froxy@inbox.ru Многоклеточный орг. Продукты обмена Протеазы Ορλώφ

Таким образом – Принцип конкурентного уклонения – это закономерный уход от конфликта биологической системы «А» в ответ на сигналы присутствия другой биологической системы «Б», что выражается, например, в снижение метаболизма или переход в спящие – латентные стадии у мелкоразмерных и слабо подвижных организмов, не имеющих возможности покинуть конкретный микробиом. Применительно к микроорганизмам и раковым клеткам, информационные сигналы могут посылаться «бутылочной почтой» - экзосомами, как от низших к низшим, так от высших к низшим и наоборот. На кону стоит выживание популяции и все способы для этого хороши. Пример 1 – В ответ на присутствие метаболитов Bacillus subtilis (Сенной палочки), Сенной палочки), большинство присутствующих в среде бактерий, простейших и раковых клеток снижают свою активность. Отсюда и предполагаемые биоцидные свойства этого вида бактерий. Однако, среди простейших есть род инфузорий (Сенной палочки), Paramecium), представители которого предпочитают в питании именно Сенную палочку. Пример 2-Принципом конкурентного уклонения можно объяснить и «краевой эффект», это когда организмы, отдаляясь от дружественных экзосом сородичей, максимально используют свой репродуктивный потенциал.